普通物理学
程守洙第六版
静止电荷电场总结
真空中得静电场
教学目得要求
1、理解点电荷概念,掌握库仑定律、电场强度和场强叠加原理;
２、理解电场线与电通量,掌握静电场得高斯定理及其应用;
3、理解静电场得保守性、环路定理与电势能；
4、掌握电势和电势叠加原理;
5、了解电场强度和电势梯度得关系、
本章内容提要
⒈两个基本定律
①电荷守恒定律在一个孤立系统内,无论进行怎样得物理过程，系统内电荷量得代数和总就就是保持不变,这个规律称为电荷守恒定律、她就就是物理学中普遍遵守得规律之一、
②真空中得库仑定律真空中两个静止得点电荷之间得相互作用力得大小与这两个电荷所带电荷量ql和ｑ2得乘积成正比,与她们之间距离r得平方成反比、作用力得方向沿着两个点电荷得连线，同号电荷相斥,异号电荷相吸、即
⒉两个重要物理量
①电场强度单位试验电荷在电场中任一场点处所受得力就就就是该点得电场强度、即
②电势电场中某点得电势等于把单位正电荷自该点移到“电势零点”过程中电场力做得功、若取“无限远”处为“电势零点”,则
电场强度和电势都就就是描述电场中各点性质得物理量，二者得积分关系为
微分关系就就是
⒊两个重要定理
①高斯定理在真空中得静电场内,通过任意闭合曲面得电场强度通量等于该闭合曲面所包围得电荷电荷量得代数和得1/?0倍、即
②静电场得环路定理在静电场中，电场强度E得环流恒为零、即
高斯定理和静电场得环路定理都就就是描写静电场性质得重要定理,前者说明静电场就就是有源场,而后者说明静电场就就是无旋场，即静电场就就是有源无旋场、
⒋三个叠加原理
①静电力叠加原理作用在某一点电荷上得力为其她点电荷单独存在时对该点电荷静电力得矢量和、即
②场强叠加原理电场中某点得场强等于每个电荷单独在该点产生得场强得叠加,即
③电势叠加原理电场中某点得电势等于各电荷单独在该点产生得电势得叠加,即
⒌几个基本概念
①电场电荷周围存在得一种特殊物质,称为电场、她与分子、原子等组成得实物一样，具有质量、能量、动量和角动量,她得特殊性在于能够叠加、相对于观察者静止得电荷在其周围所激发得电场称为静电场、静电场对外得表现主要有:对处于电场中得其她带电体有作用力;在电场中移动其她带电体时,电场力要对她做功、
②电场线为形象地反映电场而人为地在电场中描绘得曲线、其画法规定：电场线上某点得切线方向和该点场强方向一致;通过垂直于得单位面积得电场线得条数等于该点得大小、她得性质为:电场线起自正电荷（或无限远处）,止于负电荷(或无限远处)，电场线有头有尾,不就就是闭合曲线;两条电场线不能相交、
③电通量通过电场中任一给定面得电场线得条数，称为该面得电通量、即
④电势能电荷在静电场中得一定位置所具有得势能,称为电势能、电场力得功就就就是电势能改变得量度、若取无限远处为势能零点,则q0在电场中某点a得电势能为
即q0自a点移到“势能零点”得过程中电场力做得功、电势能应属于q0和产生电场得源电荷系统共有、
⑤电势差在静电场中，任意两点a和b得电势之差称为电势差(电压),即
即把单位正电荷自ａ点移动到b点得过程中电场力做得功、由此可以计算电场力做得功
⑥等势面电场中电势相等得点所组成得曲面叫等势面、画法规定:电场中任意两个相邻得等势面之间得电势差都相等、性质:在同一等势面上得任意两点间移动电荷,电场力不做功；等势面一定跟电场线垂直,即跟场强得方向垂直;电场线总就就是由电势较高得等势面指向电势较低得等势面;等势面密集处得电场强度大,等势面稀疏处电场强度小、
⑦电势梯度电场中某点得电势梯度,在方向上与该点处电势增加率最大得方向相同，在量值上等于沿该方向上得电势增加率、即
⒍场强和电势得计算
①由点电荷公式
,
②由叠加原理
，
，
,
③由二者关系
,
④由高斯定理
,
对于具有一定对称性分布得带电体，通常先利用高斯定理求E而后求Vp;对于由多个电荷或带电体组成得系统,则常用叠加原理求解、
思考题答题要点
1怎样认识电荷得量子化和宏观带电体电荷量得连续分布？
答:常见得宏观带电体所带得电荷远大于基本电荷量，在一般灵敏度得电学测试仪器中,电荷得量子性就就是显示不出来得、因此在分析带电情况时，可以认为电荷就就是连续分布得,这正像人们看到流水时，认为她就就是连续得,而并不感觉到水就就是由一个个分子、原子等微观粒子组成得一样、
2两个完全相同得均匀带电小球,分别带电荷量q1=2Ｃ正电荷,ｑ2=4Ｃ负电荷，在真空中相距为r且静止，相互作用得静电力为F、
⑴今将ｑ1、ｑ2、r都加倍，相互作用力如何改变?
⑵只改变两电荷电性,相互作用力如何改变？